《自动控制原理》教学大纲 | |
课程代码 | 16003010 |
课程名称 | 自动控制原理 |
Automatic Control Theory | |
课程性质 | 自动控制原理是电气工程及自动化专业的一门主要的专业基础课，是电气类专业必修主干课程。 |
学分/学时 | 3学分 / 48学时 |
开课学期 | 三（2） |
开课单位 | 电气工程学院 |
适用专业 | 电气工程 |
教学语言 | 演示文稿、讲解、作业、试卷均采用中文，术语采用中英文对照 |
先修课程 | 信号与系统 |
后续课程 | 无 |
教材及参考书 | ²胡寿松. 自动控制原理（第6版）. 科学出版社，2013.3. ²夏超英. 自动控制原理（第2版）. 科学出版社，2014. ²Katsuhiko Ogata[美]. 现代控制工程（第5版）. 北京电子工业出版社，2011.1. |
课程简介 | 本课程的教学目的，是使学生能够掌握自动控制系统分析与设计方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法及计算机辅助分析方法等；了解控制系统的稳定性、稳态特性、动态特性；培养分析与设计自动控制系统的能力，为相关后续课程奠定坚实的基础。 |
考核方式 | ²总评成绩＝平时成绩+大作业＋期末考试成绩 ²平时成绩10% ²大作业10% ²期末考试80% |
实验教学 | 无 |
专业培养能力 | ①具有从事电气工程所需的相关数学、自动控制理论相关知识。 ②掌握扎实的电气工程基础知识，了解自动控制领域的前沿发展现状和趋势。 ③具有综合运用所学科学理论和技术手段设计自动控制系统的能力。 ④具有对于控制系统相关问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力。 ⑤掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。 |
课程培养学生的能力 | 1)掌握自动控制系统的基本知识，了解自动控制系统的原理、主要组成以及系统输入与输出的关系。 [①②] 2)掌握自动控制系统建模的基本理论和方法，具备一定的自动控制系统分析与设计的能力。 [①②③] 3)了解自动控制学科发展过程和前沿技术，培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，掌握发现问题、解决问题的基本能力。 [③④⑤] 4)培养学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，提高清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力，掌握阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。 [③④⑤] |
教学内容与 学时分配 | 根据电气工程类专业人才对自动控制系统综合设计与研究能力的要求，教学内容主要包含基本概念、控制系统的数学模型、时域分析、根轨迹法、频率响应法等五大部分。理论教学课时48学时，其中： 1、自动控制的基本概念（4学时/课内） 自动控制、自动控制系统、控制对象、控制器、输入量、输出量、扰动量、开环控制、闭环控制、闭环控制的组成；自动控制系统的分类：线性系统和非线性系统、恒值系统、随动系统、程控系统、连续系统和离散系统；自动控制系统的性能：稳定性、稳态精度、快速性和平稳性。 2、控制系统的数学模型（8学时/课内） 微分方程、传递函数、典型环节的传递函数、动态结构图及其等效变换、状态空间描述。 3、时域分析（12学时/课内） 典型输入信号、由高阶方程求解时间响应、由传递函数求解时间响应、线性系统的稳定条件、劳斯稳定判据及其应用、稳态性能指标及其影响因素、给定输入作用下的稳态误差、扰动作用下的稳态误差、阶跃响应性能指标、一阶系统的时域分析、二阶系统的时域分析、高阶系统的近似处理、主导极点及其作用、附加零-极点的影响。 4、根轨迹分析（10学时/课内） 根轨迹的基本概念、根轨迹的绘制、应用根轨迹图分析系统。 5、频域分析法（12学时/课内） 频率特性的概念、频率特性的图示方法、典型环节的频率特性、最小相位环节与非最小相位环节、开环系统的幅相特性和对数频率特性、系统的闭环频率特性、奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定判据、稳定裕度、频率特性与系统阶跃响应的关系。 6、复习（2学时/课内） |
教学方法 | 课程教学以课堂教学、课外作业及授课教师的科研项目于积累等共同实施。 本课程通过教学及习题两个环节，要求学生掌握分析、设计自动控制系统的基本理论和基本方法，提高分析处理控制系统中的实际问题的能力。 通过授课与讨论培养学生的自动控制系统设计、分析能力和创新能力。 |
制定人 及发布时间 | 赵剑锋 梅军 张炎平，2015年5月12日 |
